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干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展

2015-02-15 07:40王立賓祝賀郝捷周琪
生物工程學(xué)報(bào) 2015年6期
關(guān)鍵詞:能性轉(zhuǎn)分化單倍體

王立賓,祝賀,郝捷,周琪

干細(xì)胞是一類(lèi)具有自我更新和多向分化能力的細(xì)胞,包括從體內(nèi)胚胎分離獲得的胚胎干細(xì)胞和體外誘導(dǎo)獲得的多能性干細(xì)胞,以及成體干細(xì)胞。干細(xì)胞是進(jìn)行細(xì)胞多能性維持機(jī)理研究、體細(xì)胞重編程機(jī)制研究和疾病發(fā)病機(jī)制研究等基礎(chǔ)研究的重要研究對(duì)象。同時(shí),干細(xì)胞也作為遺傳性疾病治療藥物篩選、體外器官構(gòu)建的“種子”細(xì)胞,在疾病治療和再生醫(yī)學(xué)治療中具有重要價(jià)值。近些年,我國(guó)科學(xué)家在干細(xì)胞領(lǐng)域的很多方面都取得了很大的進(jìn)展,特別是在誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞與重編程、轉(zhuǎn)分化、單倍體干細(xì)胞、成體干細(xì)胞與生物材料的結(jié)合、基因修飾動(dòng)物模型及基因治療等方面尤其突出。我國(guó)科學(xué)家做出的這些有世界影響力的工作極大地推進(jìn)了國(guó)際干細(xì)胞的研究,也為我國(guó)在干細(xì)胞研究中贏得了話語(yǔ)權(quán),使我國(guó)向干細(xì)胞研究強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

1 誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞

2006年,山中伸彌研究組首先發(fā)現(xiàn)用4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子Oct4、Sox2、Klf4和 c-Myc即可將體細(xì)胞重編程為多能性干細(xì)胞,即誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞 (Induced pluripotent stem cells, iPSCs)[1]。誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞有效地解決了胚胎干細(xì)胞(Embyonic stem cells, ESCs) 所面臨的倫理爭(zhēng)議和免疫排斥的問(wèn)題,為干細(xì)胞研究打開(kāi)了一扇新的門(mén)。但是 iPSCs出現(xiàn)以后一直無(wú)法像胚胎干細(xì)胞那樣通過(guò)四倍體補(bǔ)償?shù)玫桨l(fā)育的個(gè)體,因此 iPSCs能否通過(guò)多能性的金標(biāo)準(zhǔn),發(fā)育為體內(nèi)所有類(lèi)型的細(xì)胞成為領(lǐng)域內(nèi)極具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。為了回答這一問(wèn)題,我國(guó)科學(xué)家通過(guò)建立新的誘導(dǎo)培養(yǎng)體系,成功通過(guò)四倍體補(bǔ)償技術(shù)獲得了 iPSC小鼠及其后代[2-3]。這項(xiàng)工作充分證明了iPSCs的發(fā)育全能性,為iPSCs的臨床和基礎(chǔ)研究鋪平了道路。但是,并不是所有的 iPSCs都具有完全的發(fā)育潛能,只有一小部分可以通過(guò)四倍體補(bǔ)償獲得iPSC小鼠,那么不同發(fā)育潛能的 iPSCs是不是存在—些差異呢?我國(guó)科學(xué)家通過(guò)在分子水平上比較不同發(fā)育潛能的iPSCs,在世界上首次發(fā)現(xiàn)發(fā)育能力較低的iPSCs的Dlk1-Dio3印記基因表達(dá)異常,而具有四倍體發(fā)育能力的細(xì)胞 Dlk1-Dio3印記區(qū)的狀態(tài)是正常的[4]。這項(xiàng)工作第一次發(fā)現(xiàn)了區(qū)分不同發(fā)育潛能的 iPSCs的標(biāo)志,對(duì)于我們研究人的多能性干細(xì)胞的發(fā)育潛能具有極其重要的參考價(jià)值,成為了國(guó)際干細(xì)胞領(lǐng)域普遍認(rèn)可的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。iPSCs的誘導(dǎo)效率低下一直是限制iPSCs應(yīng)用的一個(gè)重要因素,我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)維生素C可以顯著提高iPS誘導(dǎo)效率,并通過(guò)一系列工作揭示了它是如何通過(guò)修飾表觀遺傳狀態(tài)來(lái)影響重編程[5-7]。在我國(guó)科學(xué)家工作的基礎(chǔ)上,有研究組發(fā)現(xiàn)維生素 C的作用不只限于提高重編程的效率,對(duì)于重編程獲得的 iPSCs質(zhì)量也有很大的影響,添加維生素C可以有效地提高iPSCs的發(fā)育能力,維持iPSCs印記的穩(wěn)定[8],因此,維生素 C對(duì)于重編程中的效率和質(zhì)量都是極其重要的。除了維生素C之外還有很多提高重編程效率的小分子相繼被發(fā)現(xiàn),很多小分子可以在一定程度上替代某些重編程的轉(zhuǎn)錄因子,用小分子來(lái)減少或者完全替代轉(zhuǎn)錄因子的使用不但可以提高 iPSCs的安全性,而且對(duì)于未來(lái)iPSCs的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用都是具有極大價(jià)值的。雖然很多小分子可以有效提高重編程效率并可以替代某些轉(zhuǎn)錄因子,但是直到2013年,我國(guó)科學(xué)家才通過(guò) 7個(gè)小分子的組合完全替代了轉(zhuǎn)錄因子將小鼠的體細(xì)胞誘導(dǎo)成了多能性干細(xì)胞,并且形成的多能性干細(xì)胞具有較高的發(fā)育能力[9]。同時(shí),該研究組在重編程機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)分化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子可以替代多能性轉(zhuǎn)錄因子來(lái)誘導(dǎo)體細(xì)胞重編程,并提出了成體細(xì)胞向多能性干細(xì)胞轉(zhuǎn)化的分子調(diào)控模型[10]。我國(guó)科學(xué)家以誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞為工具發(fā)現(xiàn)了很多重編程的機(jī)制,同時(shí)也在以往工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展了這項(xiàng)技術(shù),推進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)盡快走向臨床。

2 轉(zhuǎn)分化

在多能性轉(zhuǎn)錄因子的誘導(dǎo)下體細(xì)胞可以重編程為多能性干細(xì)胞,而在某些組織特異性的轉(zhuǎn)錄因子的作用下,一種類(lèi)型的體細(xì)胞可以被直接重編程成為另一種類(lèi)型的體細(xì)胞或者成體干細(xì)胞,這種技術(shù)被稱(chēng)為轉(zhuǎn)分化。轉(zhuǎn)分化可以不經(jīng)過(guò)多能性干細(xì)胞階段而將一種相對(duì)豐富易得的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為一種相對(duì)缺少卻具有重要功能的細(xì)胞,這樣就減少了腫瘤發(fā)生的可能性,同時(shí)轉(zhuǎn)分化的時(shí)間較短,對(duì)于急需細(xì)胞移植的病人來(lái)說(shuō)可能是一種新的選擇。轉(zhuǎn)分化最早的研究源于2002年,科學(xué)家利用MyoD將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為成肌細(xì)胞[11]。雖然轉(zhuǎn)分化研究出現(xiàn)較早,但是在誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞出現(xiàn)之前這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展緩慢,在 iPSCs出現(xiàn)之后,轉(zhuǎn)分化研究才重新成為了大家關(guān)注的重點(diǎn),各種類(lèi)型的轉(zhuǎn)分化研究如雨后春筍一般出現(xiàn),其中就有很多我國(guó)科學(xué)家的貢獻(xiàn)。我國(guó)科學(xué)家首先建立了神經(jīng)干細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的技術(shù)體系,成功將中胚層的睪丸支持細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為神經(jīng)干細(xì)胞,并且這種神經(jīng)干細(xì)胞在體內(nèi)和體外可以分化為多種類(lèi)型的神經(jīng)細(xì)胞[12],神經(jīng)干細(xì)胞相對(duì)于神經(jīng)元來(lái)說(shuō)具有增殖能力和多向分化潛能,因此在臨床應(yīng)用中可能具有更重要的價(jià)值。我國(guó)科學(xué)家在世界上率先將小鼠的成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成為了肝細(xì)胞,更加重要的是這種肝細(xì)胞移植到肝病小鼠體內(nèi)之后可以挽救肝病小鼠的生命[13],這說(shuō)明轉(zhuǎn)分化獲得的肝細(xì)胞在移植之后可以發(fā)揮正常肝細(xì)胞的部分或者全部功能,這為未來(lái)轉(zhuǎn)分化的臨床應(yīng)用提供了重要的參考。同樣是肝細(xì)胞轉(zhuǎn)分化,我國(guó)科學(xué)家在后續(xù)的研究中成功通過(guò)轉(zhuǎn)分化獲得了肝前體細(xì)胞,以及人的肝樣細(xì)胞[14-16]。但是,轉(zhuǎn)分化與誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞一樣,需要借助于外源的轉(zhuǎn)錄因子實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的命運(yùn)轉(zhuǎn)換,而外源基因的導(dǎo)入也給轉(zhuǎn)分化獲得細(xì)胞的安全性帶來(lái)了潛在威脅,為了解決這一問(wèn)題,我國(guó)科學(xué)家通過(guò) 3個(gè)小分子化合物的組合結(jié)合低氧條件成功將小鼠以及人的體細(xì)胞轉(zhuǎn)分化成為神經(jīng)前體細(xì)胞[17],這就有效地提高了轉(zhuǎn)分化獲得細(xì)胞的安全性,為提高轉(zhuǎn)分化研究的安全性提供了重要參考。我國(guó)科學(xué)家在轉(zhuǎn)分化方面的貢獻(xiàn)對(duì)于整個(gè)轉(zhuǎn)分化領(lǐng)域的前進(jìn)起到了不可替代的推進(jìn)作用,為轉(zhuǎn)分化的臨床前研究提供了重要參考。

3 成體干細(xì)胞與生物材料

成體干細(xì)胞是指在已經(jīng)分化的組織中存在的具有自我更新和多能性的一類(lèi)細(xì)胞,與胚胎干細(xì)胞相比具有來(lái)源廣泛、免疫排斥反應(yīng)弱、致瘤風(fēng)險(xiǎn)低、倫理學(xué)爭(zhēng)議較少等優(yōu)勢(shì),給再生醫(yī)學(xué)帶來(lái)了巨大的希望。在細(xì)胞治療領(lǐng)域,成體干細(xì)胞有著良好的應(yīng)用前景,目前應(yīng)用較成熟的成體干細(xì)胞包括造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞 (Mesenchymal Stem Cells, MSCs) 等,由于造血干細(xì)胞體外擴(kuò)增的局限性,近年來(lái) MSCs在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用中得到更多的關(guān)注。MSCs存在于多種組織中,并且在組織的損傷修復(fù)中起重要作用[18]。雖然 MSCs沒(méi)有胚胎干細(xì)胞分化潛能高,但 MSCs具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。第一,MSCs沒(méi)有倫理因素的限制,可進(jìn)行自體或異體的移植;第二,MSCs來(lái)源廣泛,幾乎所有組織內(nèi)都有間充質(zhì)干細(xì)胞,并且取材時(shí)對(duì)機(jī)體損傷小,研究人員已經(jīng)從多個(gè)物種的多種組織中分離得到MSCs[19];第三,MSCs具有強(qiáng)大的自分泌和旁分泌功能,可以分泌大量生物活性物質(zhì),在組織修復(fù)中起到營(yíng)養(yǎng)支持和免疫調(diào)節(jié)作用[20]。MSCs具有的這些優(yōu)勢(shì)為其臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。因此,對(duì) MSCs開(kāi)展全面深入的基礎(chǔ)研究和臨床前的疾病動(dòng)物模型研究十分必要。干細(xì)胞臨床治療是否會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)是最為重要的問(wèn)題,我國(guó)科學(xué)家對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞與免疫系統(tǒng)的相互作用進(jìn)行了系統(tǒng)的研究工作,闡明了間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制,為間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用鋪平了道路[21-22]。在此之后,MSCs在臨床應(yīng)用上已經(jīng)取得了一些成績(jī),我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)展利用間充質(zhì)干細(xì)胞治療移植物抗宿主病 (GVHD)、再生障礙性貧血 (AA)、關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫疾病的研究[23-24]。除自身免疫疾病之外,也有研究發(fā)現(xiàn),MSCs可以跨胚層分化,具有向內(nèi)胚層和外胚層分化的能力。我國(guó)科學(xué)家利用間充質(zhì)干細(xì)胞治療上皮損傷、肺纖維化、腦癱、老年癡呆、糖尿病、心血管疾病、肝臟疾病、燒傷和神經(jīng)損傷等疾病[25](http://clinicaltrials.gov/)。其中已經(jīng)有一些 MSC的臨床實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行中,如用 MSCs治療Ⅰ型糖尿病已進(jìn)入Ⅰ期、Ⅱ期臨床試驗(yàn) (www.ClinicalTrials.gov (NCT00690066、NCT01068951))。

單獨(dú)的細(xì)胞移植存在組織內(nèi)細(xì)胞活性降低、流失、擴(kuò)散等問(wèn)題,較難達(dá)到預(yù)期的治療效果。隨著生物材料的發(fā)展,起初我國(guó)科學(xué)家用小分子 (如bFGF、VEGF) 與生物材料結(jié)合在動(dòng)物疾病模型中,取得了很好的治療效果[26-27],之后人們開(kāi)始將干細(xì)胞與生物材料相結(jié)合,我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)將間充質(zhì)干細(xì)胞或小鼠胚胎干細(xì)胞與生物材料結(jié)合進(jìn)行 3D培養(yǎng)時(shí)干細(xì)胞的多能性?xún)?yōu)于2D環(huán)境中的細(xì)胞[28-29],之后我國(guó)科學(xué)家又嘗試了許多干細(xì)胞與生物材料相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)。例如,中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所將MSCs與膠原材料結(jié)合移植入腦損傷模型的大鼠中,發(fā)現(xiàn)結(jié)合材料后細(xì)胞能更長(zhǎng)久地在組織中發(fā)揮更好的修復(fù)作用[30]。但是,當(dāng)細(xì)胞與材料結(jié)合時(shí),細(xì)胞將面臨一種新的環(huán)境,而材料本身的性質(zhì)對(duì)細(xì)胞有著各種的影響,如pH、導(dǎo)電性、壓力和一些其他的刺激作用[31]。因此,找尋一種與生理環(huán)境最接近、最安全的生物材料,是目前生物材料界所共同努力的方向??傊?,我國(guó)科學(xué)家在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占據(jù)了舉足輕重的地位,推動(dòng)了間充質(zhì)干細(xì)胞在臨床上的應(yīng)用,相信在不久的將來(lái),我們的科學(xué)家定能更加成熟地運(yùn)用成體干細(xì)胞治療各種疾病。

4 單倍體干細(xì)胞

單倍體細(xì)胞只有一套染色體,沒(méi)有等位基因的存在,因此它們?cè)谶z傳篩選、基因功能研究中具有重要的價(jià)值。單倍體在低等生物細(xì)菌和真菌中普遍存在,但是在哺乳動(dòng)物中單倍體只存在于雌雄配子中,而雌雄配子不能在體外長(zhǎng)期培養(yǎng)因而限制了它們?cè)谶z傳篩選方面的應(yīng)用。在小鼠胚胎干細(xì)胞成功建系之后,科學(xué)家一直在嘗試建立小鼠或者其他物種的單倍體干細(xì)胞,但是一直沒(méi)有取得成功。直到2011年,英國(guó)科學(xué)家通過(guò)持續(xù)流式分選的方式才獲得了可以穩(wěn)定傳代的小鼠單倍體干細(xì)胞,并且這些單倍體細(xì)胞具有多能性,體內(nèi)體外可以分化為各個(gè)胚層的組織[32]。但是這些工作中建立的單倍體干細(xì)胞都是孤雌單倍體干細(xì)胞,那么小鼠孤雄單倍體是否可以用類(lèi)似的方式建立起來(lái)呢?我國(guó)科學(xué)家通過(guò)顯微操作的方式移除了卵細(xì)胞的細(xì)胞核而將精子注射到卵細(xì)胞之后成功建系獲得了孤雄來(lái)源的小鼠單倍體干細(xì)胞,并且非常有意思的是這些單倍體干細(xì)胞可以替代精子而使卵細(xì)胞受精并發(fā)育成為到期存活的小鼠[33-34],因此這些孤雄單倍體干細(xì)胞不光在遺傳篩選上有明顯的優(yōu)勢(shì),而且可以替代精子迅速得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。我國(guó)科學(xué)家在掌握了單倍體建系和培養(yǎng)的技術(shù)之后,迅速將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到了其他物種上,相繼建立了食蟹猴孤雌單倍體干細(xì)胞、大鼠孤雌和孤雄單倍體干細(xì)胞,并且證明這些單倍體在進(jìn)行遺傳篩選方面確實(shí)有巨大的優(yōu)勢(shì)[35-36],這些工作大大拓展了單倍體干細(xì)胞的應(yīng)用范圍,推動(dòng)了這個(gè)領(lǐng)域的快速前進(jìn)。單倍體干細(xì)胞作為一個(gè)新興的領(lǐng)域還存在大量未被解決的問(wèn)題,我國(guó)科學(xué)家肯定會(huì)在這一領(lǐng)域中作出更多更大的貢獻(xiàn)。

5 基因修飾動(dòng)物模型與基因治療

新的基因工具的開(kāi)發(fā)對(duì)于基因功能的研究以及疾病的再生醫(yī)學(xué)治療來(lái)說(shuō)都具有重要的意義。近些年,新發(fā)展起來(lái)的基因編輯技術(shù)包括鋅指酶、TALENs和 CRISPR/Cas,其中CRISPR/Cas技術(shù)因其高效、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始替代其他的基因編輯工具,成為現(xiàn)在基因操作的新寵兒[37]。CRISPR/Cas本身是一種防御系統(tǒng),能夠保護(hù)細(xì)菌和古生菌免受病毒的侵害。將CRISPR/Cas應(yīng)用于非細(xì)菌細(xì)胞中需要滿足兩個(gè)條件,一個(gè)是 Cas酶負(fù)責(zé)切割基因組的特定位置,另一個(gè)是導(dǎo)向 RNA(gRNA) 負(fù)責(zé)識(shí)別基因組中的特定位置。2013年,科學(xué)家將這一系統(tǒng)應(yīng)用于哺乳動(dòng)物的基因組中,成功實(shí)現(xiàn)了CRISPR/Cas在哺乳動(dòng)物中的應(yīng)用[38-39]。我國(guó)科學(xué)家在世界上率先通過(guò)原核注射的mRNA到大鼠受精卵中,成功實(shí)現(xiàn)了大鼠中的多基因敲除[40]。我國(guó)科學(xué)家還將這項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用到了白內(nèi)障小鼠的治療,在受精卵的時(shí)候注射 CRISPR/Cas9修復(fù)了小鼠白內(nèi)障相關(guān)基因Crygc的突變,讓小鼠成功獲得了正常的視力[41]。2014年,我國(guó)科學(xué)家利用CRISPR/Cas9技術(shù)獲得了轉(zhuǎn)基因猴子和豬模型的工作又發(fā)表在 Cell等刊物[42-43],這是世界上首次利用CRISPR/Cas9技術(shù)獲得的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物和大型經(jīng)濟(jì)動(dòng)物基因修飾的模型,在國(guó)際同行中引起較大轟動(dòng)。CRISPR/Cas9可以在細(xì)胞上實(shí)現(xiàn)高效的基因打靶,因此,未來(lái)結(jié)合 CRISPR/Cas9來(lái)修復(fù)病人 iPSCs再進(jìn)行細(xì)胞的分化和移植必將推動(dòng)iPSCs的再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

除了在以上這些方面如DNA去甲基化的機(jī)制研究,將成體干細(xì)胞與生物材料結(jié)合應(yīng)用治療不孕癥等等??傊覈?guó)干細(xì)胞研究已經(jīng)成為國(guó)際干細(xì)胞研究中一股無(wú)可替代的力量,并且必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

6 未來(lái)展望

干細(xì)胞技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,其在技術(shù)體系上不斷出現(xiàn)突破和創(chuàng)新,特別是近些年誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞技術(shù)的出現(xiàn)更為干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究應(yīng)用和臨床疾病治療插上了翅膀。來(lái)自于多種遺傳性疾病 (如早衰,鐮刀形細(xì)胞貧血癥和精神分裂癥等) 的病人的 iPSCs在體外分化后可以很好地模擬這些疾病的發(fā)生過(guò)程[44-46],使科學(xué)家可以在體外觀察到這些疾病發(fā)生的完整過(guò)程,這就為深入了解這些疾病的發(fā)病機(jī)制,開(kāi)發(fā)相應(yīng)的治療性藥物提供了很好的參考。這方面的工作現(xiàn)在受到大家越來(lái)越多的關(guān)注,還有很多未知原因的復(fù)雜疾病可以通過(guò)疾病特異的 iPSCs去探究其病因和治療方案,因此,利用疾病特異的 iPSCs去研究疾病的機(jī)制會(huì)持續(xù)受到大家的關(guān)注。iPSCs技術(shù)之所以受到如此關(guān)注的一個(gè)重要原因是大家希望有一天可以利用這項(xiàng)技術(shù)去治療人類(lèi)的疾病,iPSCs可以作為一種種子細(xì)胞被應(yīng)用到再生醫(yī)學(xué)治療。

如今干細(xì)胞研究已經(jīng)進(jìn)入由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究向臨床治療轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段。2011年,美國(guó)食品藥品監(jiān)督局 (Food and Drug Administration,FDA) 批準(zhǔn)了 Geron公司利用少突膠質(zhì)細(xì)胞治療急性脊髓損傷的 GRNOPC1Ⅰ期臨床試驗(yàn);2012年,加拿大衛(wèi)生部 (Health Canada) 批準(zhǔn)了Osiris生產(chǎn)的干細(xì)胞藥物的上市銷(xiāo)售;目前臨床研究已經(jīng)表明 hESCs分化來(lái)的 RPE細(xì)胞能安全有效地治療AMD患者,并且18個(gè)移植患者中有13個(gè)得到了視力改善[47-48],2013年,日本厚生勞動(dòng)省的審查委員會(huì)批準(zhǔn)了利用 iPSCs開(kāi)展視網(wǎng)膜再生的臨床研究。但是,目前美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院 (National Institutes of Health,NIH) 登記的細(xì)胞系絕大部分由于未嚴(yán)格滿足臨床要求而不能應(yīng)用于臨床[49]。所以干細(xì)胞的使用需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)流程,首先,任何干細(xì)胞研究的開(kāi)展都需要獲得倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),干細(xì)胞需來(lái)源明確,應(yīng)用于臨床前的整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)在臨床級(jí)別的條件下進(jìn)行,并定期進(jìn)行內(nèi)毒素、支原體和人源和動(dòng)物源性的病毒等各項(xiàng)安全性檢測(cè),確保干細(xì)胞的高純度、無(wú)污染、無(wú)致瘤性,并通過(guò)國(guó)家相關(guān)部門(mén)的復(fù)核后才能運(yùn)用于臨床試驗(yàn)。同時(shí),由于需要修復(fù)某些遺傳性疾病的相關(guān)的基因變異,發(fā)展更加安全高效的基因編輯方式也是急需的,大力發(fā)展有關(guān) iPSCs安全性和有效性的研究必將對(duì)再生醫(yī)學(xué)治療產(chǎn)生積極的影響。

多能性干細(xì)胞治療并不是再生醫(yī)學(xué)治療的唯一選擇,很多重要的功能細(xì)胞已經(jīng)通過(guò)轉(zhuǎn)分化的方式獲得,并且這些細(xì)胞在體內(nèi)外都能夠發(fā)揮正常的功能,因此,利用轉(zhuǎn)分化得到更多的功能性細(xì)胞也是再生醫(yī)學(xué)治療的一項(xiàng)重要選擇。同時(shí)體內(nèi)轉(zhuǎn)分化研究獲得的細(xì)胞證明比體外獲得的細(xì)胞具有更好的功能,同時(shí)這種細(xì)胞也更容易和體內(nèi)其他細(xì)胞建立聯(lián)系[50-52],但是體內(nèi)轉(zhuǎn)分化面臨效率低下,實(shí)驗(yàn)體系不完善,并且體內(nèi)定向?qū)牖虮容^困難等問(wèn)題。因此,如果可以解決這些問(wèn)題,那么轉(zhuǎn)分化研究一定會(huì)為很多急于進(jìn)行細(xì)胞移植治療的病人帶來(lái)福音。

但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比,我國(guó)在干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究方面依然很薄弱,而這一方面也恰恰是現(xiàn)在國(guó)際干細(xì)胞領(lǐng)域中競(jìng)爭(zhēng)最激烈的。像重編程機(jī)制的深入探索,干細(xì)胞多能性維持網(wǎng)絡(luò)的完善以及干細(xì)胞多向分化能力的挖掘這些方向?qū)⒃谙喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)成為干細(xì)胞領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),如果我國(guó)能夠?qū)Ω杉?xì)胞領(lǐng)域持續(xù)加大投入,我國(guó)必然會(huì)在未來(lái)干細(xì)胞基礎(chǔ)研究方向上取得更大的突破。

綜上所述,干細(xì)胞研究是當(dāng)前國(guó)際生命科學(xué)競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn),對(duì)我國(guó)廣大人民的再生醫(yī)學(xué)治療和提升我國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力都具有重要意義。目前國(guó)際干細(xì)胞研究處于發(fā)展的早期階段,我國(guó)面臨著空前的機(jī)遇,并且也已經(jīng)取得了很多重要的成果。但是面對(duì)國(guó)際干細(xì)胞領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng),我國(guó)也面臨著空前的挑戰(zhàn),需要加快發(fā)展的步伐,使我國(guó)在這一領(lǐng)域獲得更多的話語(yǔ)權(quán),同時(shí)推動(dòng)干細(xì)胞盡快進(jìn)入臨床。為了使我國(guó)干細(xì)胞臨床應(yīng)用更具規(guī)范性和合理性,我國(guó)政府部門(mén)也相繼制定了干細(xì)胞管理制度 (《干細(xì)胞臨床試驗(yàn)研究管理辦法》(試行)、《干細(xì)胞臨床試驗(yàn)研究基地管理辦法》(試行)、《干細(xì)胞制劑質(zhì)量控制和臨床前研究指導(dǎo)原則》(試行))征求意見(jiàn)稿。我們相信在不久的將來(lái),隨著具體政策的出臺(tái),我國(guó)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用會(huì)走上一個(gè)全新的時(shí)代,為廣大人民的健康事業(yè)作出貢獻(xiàn)。

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